Ares V

Ares V (genelde kargo fırlatma aracı olarak bilinir), NASA'nın Takımyıldız programı için planladığı kargo fırlatma bileşenidir. 2011'de rafa kaldırılmasının ardından yerine uzay mekikleri getirildi. Ares V, ayrıca Mars'ta koloni kuracak insanlara ikmal maddesi sağlamada kullanılması planlanıyordu. Ares V ve daha küçük modeli olan Ares I isimlerini Yunan mitolojisindeki savaş tanrısı olan Ares'ten almaktadırlar.

İlk başta Ares V Dünya'dan ayrılış bölümünde kullanılacaktı ve ardından 2019'da gerçekleşmesi beklenen Ay'a geri dönülmesi halinde Ay yüzeyine iniş için kullanılacaktı. Bunun yanı sıra Ares V, Dünya-Ay arasında ana fırlatma işlevini görecekti. Bu programın en büyük hedefi ise 2030 yılında Mars'a insanlı uçuş düzenlemektir. İnsansız Ares V roketi küçüktü ve insan oranlı Ares I roketi ise 4-6 kişiden oluşan Orion uzayaracını fırlatacaktı. Her iki rokette kendilerinden önceki uzay mekikleri, Apollo programı kapsamında geliştirilen mekikler ve Delta IV EELV programlarından daha güvenli olduğu belirtilmektedir. Fakat TakımYıldız programının 2010 yılında NASA yönetmeliğinin imzaladığı tasarıyla iptal edilmesi üzerine Ares I ve Ares V projeleride rafa kaldırılmış oldu. NASA Eylül 2011'de yeni uzay fırlatma sistemlerini Dünya yörüngesi dışı insanlı keşifler için yapılmış yeni araçlar olarak tanıttı.

Geliştirme
İlk konseptler
Robert Zubrin'in 1996 yılında yazmış olduğu The Case of Mars adlı kitabında geleceğin ağır fırlatma aracı olarak Ares'i kullanmıştır. Zubrin kitabında bahsi geçen roketin uzay mekiği harici yakıt tankı içrediğini ve bu yakıt tankının uzay mekiği ana motorlarıyla ve bir RL-20 motoruyla güçlendirilen ikinci bölmeden oluşuyordu. Zubrin'in modelindeki en ayırt edici fark uzay mekiği ana motorlarının roketin alt kısmının her iki yanına montelenmiş olmasıydı. Böylece bu tasarım Ares'in uçuş sırasında altyapısını sağlamlaştıracaktı.

Takımyıldız
Ares V, Takımyıldız programının kargo fırlatma bileşeniydi. Kargo ve kabin ekibinin birlikte fırlatıldığı Saturn V ve uzay mekiklerinden farklı olarak TakımYıldız projesinde iki farklı fırlatma aracı kullanılması planlanmıştı. Bunlar kabin ekibini taşımak için Ares I ve kargo taşımak için Ares V'idi. Bu konfigürasyon bu iki ayrı aracın kendi görevleri için ayrı olarak daha iyi bir şekilde optimize edilmesini sağlayacaktı. Bu yüzden Takımyıldız programında Ay yörüngesiyle buluşmak için Dr. Wernher von Braun tarafından önerilen Apollo programının ilk başlarında (sadece dik bir rota izleyerek yükselmek) kullanılmış olan Dünya yörüngesiyle buluşma modu kullanılacaktı.


Roketin gelişmesiyle Dünya'dan ayrılma bölümü Marshall Uzay Uçuş Merkezi tarafından yapılmaktaydı. Ames Araştırma Merkezi, Ares V'in tümleşik yaşam idare sistem sağlayıcısını koruma altına almaktan sorumluydu. Glen Araştırma Merkezi, Ares V güç biriminin yanı sıra Ay inicisinin yükseliş bölümünden, itici vektör kontrol sistemi ve verilen yükü korumaktan da sorumluydu. Langley Araştırma Merkezi, Ares V aerodinamiğinden sorumluydu. 2007 yılında NASA, Alliant TechSystems'in Ares I ve Ares V'in SRB'lerinden sorumlu olduğunu duyurdu.

Diğer görevler
Ares V uzun süreli projeler için orta vadeli bir roket olmasına rağmen NASA, Ares V'i Apollo uygulama programında olduğu gibi uzun mesafeli görevlerde kullanmayı planlıyordu.

İlk önerilen 8-16 metrelik bir gelişmiş uzun teknolojiye sahip diyafram açıklığı olan bir uzay teleskobunu Güneş ile Dünya arasındaki L2 noktasına yerleştirmekti. Bu teleskop, ebatları en önemli ölçüde arttırılmış ve performansı Hubble uzay teleskobununkinden çok daha fazla olacaktı. Bu teleskobun taşınması için Ares V görevlendirilecekti ve bu işi tek bir fırlatma ile gerçekleştirecekti. Ares V'in gelecekteki görevleri maliyeti oldukta azaltacak, uzayaracı ve görevlerde kullanılacak malzemelerin taşınmasını yapacak ve Ay'da yapılması planlanan ana üs için yapı malzemeleri taşıyacaktı.


Mayıs 2010'da NASA, Ares I beş segmentli SRB ilk bölümüyle kullanılacak olan Ares I-X ‘in planlanan ilk uçuş denemesinden sonra donanımının Ares I'in donanımıyla birlikte kullanılarak Ares V için bir tatbikat uçuşu yapmayı planladı. Yapılacak ilk uçuşlar Ares V'te Ares I'in üst bölümünün Ares V'in ilk bölümünün üstüne yerleştirilmesiyle ağır yük taşıma test uçuşları olarak listelendi. Bu yapılan test sayesinde NASA, Ares V ve Ares I donanımlarını birlikte kullanarak ikisini de bir uçuşta test ederek mali yönden kısıtlı bütçelerini verimli bir şekilde kullanmayı hedeflediler.

İptal işlemi
Augustine Komisyonu, FY 2010 bütçe profili altında Ares V'e 2020 yılının sonuna kadar erişilemeyeceğini vurguladı. NASA'nın bütçede 3 milyar dolarlık artış yapması ve Uluslararası Uzay İstasyonu'nun 2015 yılında tedavülden kaldırılmasına rağmen komite Ares V'in 2020 yılının ortalarına kadar hazır olamayacağını vurguladı.

1 Şubat 2010'da Amerika Birleşik Devletler Başkanı Barack Obama, Takımyıldız programının ABD 2011 mali yılı bütçesi gereğince iptal edildiğini duyurdu fakat 25 Nisan 2010'da Kennedy Uzay Merkezi'nde büyük uzay politika konuşmasında bazı değişikler yapıldığını duyurdu. Ekim 2010'da, NASA yönetimi, 2010 mali yasa tasarısı için iptal edilmiş olan Takımyıldız programı sözleşmesini imzaladılar. Fakat önceki kanunlar Takımyıldız'ın 2011 yeni mali bütçesine kadar etkinliğini sürdümesini sağladı.

Tasarım
Ares V, ağır yük taşıma aracı olarak geliştirilmişti. Amacı büyük donanımları Ay'a göndermek ya da Dünya yörüngesinin ötesine kaynak taşıyarak insan varlığını devam ettirmek hedefleniyordu. Ares V üç bölümlü bir roket olarak tasarlandı. Birlikte yanabilen birinci ve ikinci bölümleri her iki ateşlenebilir yakıt olan sıvı ve katı yakıtlardan faydalanarak üst bölümün donanım ve parçaları alçak Dünya yörüngesi ve Ay menziline götürmek için kullanılacaktı.

2009'daki Augustine Komisyonu'nun ardından Ares V ön hazırlık tasarım testinden geçti. Uzay mekiğine benzer olarak Ares aracı katı yakıt ile çalışan ilk bölüm itici roketleri ikinci bölüm sıvı yakıt roket iticileriyle beraber ateşlenecekti. Ares V'teki katı roket iticisi şu anki uzay mekiği katı roket iticilerinin gelişmiş versiyonu olarak tasarlandı fakat eski versiyondaki dört bölüm yerine beş veya beş buçuk bölümden oluşuyordu. Sıvı yakıt ikinci bölmesi uzay mekiği harici yakıt tankından türetilmişti. Bu bölme ya beş ya da altı adet RS-68 motorunun alt bölümde bulunan 10 metrelik yeni yakıt tankın altına bağlanması ya da altı adet uzay mekiği ana motorlarının uzay mekiğinin genişlemiş versiyonu olan 8.4 metrelik yakıt tankının altına bağlanmasından oluşacaktı. Bu motorlar sıvı oksijen (LOX) ve sıvı hidrojenle (LH2) yakıtlarıyla çalışacaktı. Ares V'in üst bölümü Saturn V ve Saturn IB roketlerinin üst bölümlerinde kullanılan S-IVB'den türemiş olan Dünya kalkış bölümlü olarak adlandırıldı. Dünya'dan ayrılış bölümü, Apollo programında kullanılan roket motorlarından türeyeren J-2X roket motorlarıyla güçlendirildi. Bu roket motorları Ares I'in üst bölümünde sıvı yakıt itici roketleriyle kullanılıyordu. Dünya'dan ayrılış bölümleri, Altair Ay inicisinin alçak Dünya'ya yerleşme yörüngesine girmesi ardından Orion uzayaracıyla geri dönme ve daha sonra Altair ve Orion uzayaraçlarının Ay'a itişini sağlamak amacıyla kullanılacaktı. Dünya'dan ayrılma bölümü büyük yükleri insansız bir araç ile birlikte alçak Dünya yörüngesine taşımak ve Dünya-Ay sisteminin ötesine insansız uzayaraçları göndermek için kullanılması planlanmıştı. Ares V, Dünya yörüngesi için 414.000 lb'lik (188 metrik ton) ve Ay için ise 157.000 lb'lik (71 metrik ton) bir taşıma kapasitesine sahip olacak şekilde tasarlanmıştı. Şu ana dek yapılmış en güçlü roket ve Amerikan Saturn V'ten daha fazla yük kaldırma kapasitesi bulunan Ares V'in tamamlanması üzerine, Sovyetlere ait N-1 roketinin iptal edilen Sovyet İnsanlı Ay Programı'nda başarısız olması ve başarılı Sovyet/Rus yapımı Energia İticileri'nin Buran Mekiği için geliştirildi. Ay rolünün yanı sıra insanlı Dünya yörüngesi yakınında bulunan asteroid için keşif görevini de destekleyecek ve Hubble teleskobu yerine yapılacak olan 8-16 metrelik yeni büyük teleskobu Dünya-Güneş arasında bulunan L2 noktasına kadar ateşleyecekti.

Türevleri
Ares IV
Ares IV'ün konsepti bir Ares I üst bölümü ilebirlikte bir Ares V ilk bölümünden oluşmaktaydı. NASA'nın Ocak 2007'de yaptığı açıklamaya göre araç özellikle, Ares V'in sıvı yakıt çekirdek bölümü, iki adet beş segmentten oluşan katı yakıt roket iticileri ve Ares I'in sıvı yakıt üst bölümünden oluşmaktaydı. Ares IV yaklaşık olarak 367 ayak (112 metre) uzunluğunda ve Ay'a ulaşılabilmesi için kullanılacaktı. Maksimum yük kapasitesi 90.420 lb (41.000 kg) olmalıydı ki 240 mil (390 km) direkt Ay'a ulaşabilsin.

NASA 2007 yılında Ares IV'ü kullanmaya karar vererek Orion'un yüksek hızda uzaydan atmosfere girişini geçme profilini değerlendirmiştir. NASA 2013 yılında, Ares I ve Ares V'in donanımlarını ‘ağır kaldırma'adı altında bir gösteri uçuşu yapmayı planladı. Ağır kaldırma test uçuşlarının denenmesiyle Ares V'in ilk bölümüyle Ares I'in üst kısmı üst kısıma bağlanıp denenmesiyle hem zamandan hem de paradan tasarruf etmiş oldular. Sonraki ağır kaldırma test araçlarının konfigürasyonu Ares IV'ünkine benzerdi.

Ares V Lite
Ares V Lite aracı, Augustine Komitesi'nin NASA için önerdiği alternatif fırlatma aracıdır. Ares V Lite, Ares V'in küçültülmüş bir versiyonudur. Ares V Lite tasarımında beş adet RS-68 motoru ve iki adet beş segmentli SRB'ler kullanılacaktı. Alçak Dünya atmosferi için ise yaklaşık olarak 140 metrik ton (309.000 lb) yük kapasitesi bulunuyordu. Eğer seçilmesi halinde Ares V Lite, Ares V ve Ares I fırlatma araçlarının yerini alacaktı. Ares IV Lite'dada Ares V'te de olduğu gibi bir kargo taşıyıcısı bulunacaktı. İkinci versiyonunda ise Orion uzayaracının içerisinde astronotları taşıyacaktı.

Kurgudaki yeri
Japon yapımı bir tür manga/anime serisi olan Space Brothers'da Ares V'in sanal bir versiyonu tasvir edilmiştir. Kullanılan tasvir gerçekteki görüntüsüyle neredeyse aynıdır. 2013 yapımı olan Star Trek Into Darkness (Uzay Yolu: Bilinmeze Doğru) adlı filmde Ares V roketinin bir masaüstü modeli amiral Alexander Marcus'un masasında uzayuçuş koleksiyonun bir parçası olarak görülmüştür.

Ayrıca bakınız
Yörünge fırlatma sistemlerinin karşılaştırması
Tasarım olarak Ares'e benzeyen halefi Space Launch System
DIRECT fırlatma aracı

Kaynakça
Augustine Committee. "Review of U.S. Human Space Flight Plans Committee, Final Report" . NASA, Ekim 2009.

Dış bağlantılar
NASA Ares V Cargo Launch Vehicle page
Can we power future Mars missions?